Передача сигналов при холодовом, солевом и засушливом стрессе у растений

Абиотические стрессы, особенно холод, засоление и засуха, являются основными причинами потерь урожая во всём мире. Адаптация растений к стрессовым воздействиям окружающей среды зависит от активации каскадов молекулярных сетей, участвующих в восприятии стресса, передаче сигналов и экспрессии специфических генов и метаболитов, связанных со стрессом. У растений формируются как специфические адаптивные ответы, так и реакции, обеспечивающие защиту от нескольких видов стресса. Существует множество путей восприятия стресса и передачи сигналов: некоторые из них специфичны, тогда как другие могут взаимодействовать на разных этапах. В этом обзорном исследовании сначала изложены общие пути передачи сигналов при стрессе, а затем рассмотрены различные аспекты сигнальных сетей при биотических стрессах. Генетические исследования показали, что для защиты растений от вредного воздействия холода активируются многие индуцируемые холодом пути, однако наиболее изученным на сегодняшний день остаётся сигнальный путь ICE–CBF–COR. Путь SOS (Salt Overly Sensitive), выявленный при выделении и изучении мутантов sos1, sos2 и sos3, необходим для поддержания благоприятного соотношения ионов в цитоплазме и устойчивости к солевому стрессу. В устойчивости к осмотическому стрессу, по-видимому, участвуют как ABA-зависимые, так и ABA-независимые сигнальные пути. Активные формы кислорода (ROS) играют двойную роль в ответе растений на абиотические стрессы: они служат токсичными побочными продуктами стрессового метаболизма, но одновременно являются важными молекулами, передающими сигналы. Сигнальные сети ROS могут регулировать рост, развитие и стрессовый ответ. Наконец, рассмотрены общая система регуляции и перекрёстное взаимодействие между биотическими стрессами, с особым вниманием к каскадам MAPK и взаимодействию между сигналингом ABA и сигналами, связанными с биотическими стрессами.